模拟电子技术基础9.pdf

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1、第24讲第九章功率放大电路9.1功放概述Poweramplifier9.2互补功放电路complementarypush-pulloutputstage9.3集成功放电路模拟电子技术19.1功放概述9.1功放概述一.功放电路的特点1.减小失真由于输出电压或输出电流的幅度大，功率放大电路必须工作在大信号条件下，因而容易产生非线性失真。应尽量减小输出信号的失真。2.增加功率、提高效率输出信号功率的能量来源于直流电源，应尽量提高转换的效率。基本不失失真下的最大输出功率：PI=UomOO最大有效值。Pom效率:η=P电源平均功率。V3.图解法分析由于工作在大信号

2、条件下，小信号交流等效电路不适用，因而要采用图解法（Q、交/直流负载线）。模拟电子技术29.1功放概述4.晶体管的选择由于晶体管上的功率耗散（P≈P－P）较大，应选择适当的I、TVomCMU和P。注意散热条件：空气自然散热、水冷、散热片，并考虑(BR)CEOCM保护问题。二.功放电路的分类1.电路中晶体管的工作状态（按一个周期导通的角度大小划分）甲类（class-A）：360°乙类（class-B）：180°甲乙类（class-AB）：>180°丙类（class-C）：<180°丁类（class-D）：开关状态模拟电子技术39.1功放概述2.工作波形iC

3、2πICπ3π甲类效率低η≤50%。OωtiC乙类效率η≤78.5%。OωtiCη甲乙类效率接近乙类ICOωtiC丙类OωtiCη丁类效率最高。Oωt模拟电子技术49.1功放概述3.电路简介甲类：P=IVVCQCC12P=()VR/omCCL221=IVCQCC41∴η==25%4P=IVVCQCC1−12R′P=()VR/′LomCCL21=IVCQCC21∴η==50%2模拟电子技术59.1功放概述乙类：Outputtransformer-less变压器耦合（体积大、频率特性差）无输出变压器功放（OTL）*共集电极NPN～PNP*互补输出电路P-～N

4、-沟共集/漏*f受CR限制，需很大的C。LL模拟电子技术69.1功放概述Outputcapacitor-lessBridge-tied-load无输出电容功放（OCL）桥式推挽功放（BTL）*共集电极*共集电极*互补输出电路*无变压器、电容*双电源供电*单电源供电模拟电子技术79.1功放概述丙类：由于i严重失真，一般用于RF的谐振功放C丁类：高效率功放，通常输出用滤波。信号先PWM。甲乙类：在互补输出电路中，T、T是共集接法。12以T为例：1交越失真波形u=u-U，EBONCrossoverdistortionu

5、传输特性让T有适当的偏置1、2——甲乙类模拟电子技术89.2互补功放电路9.2互补功放电路互补功率放大电路中，应用最广泛的是OTL和OCL电路。本节以OCL电路为例，介绍互补功放的设计和计算。一.OCL电路的组成1.交越失真消除电路利用二极管的U抵消三极管的UFON电压倍增电路UmultiplierBE改进RR+12UU=CEBER2增加R调整2电压大小模拟电子技术99.2互补功放电路2.采用复合管由于NPN、PNP大功率晶体管配对困难，常采用复合管形式来实现互补对管。3.OCL电路由于R2、rD1、rD2很小，∴uuI≈BB12≈uu>0时，T导通、T

6、截止。I12u<0时，T截止、T导通。I12

7、u

8、很小时，T、T微导通。I12模拟电子技术109.2互补功放电路二.OCL电路的计算1.效率（u为正弦波）IVU−CCCES∵U=om222U()V−UomCCCES∴P==omR2RLLVU−忽略偏置电路的电流CCCESi=sinωtCRL1π1VU−πCCCESPV≈∫ViCCCdωt=VtCC∫sinωdωt忽略UCESππR0L02VU−PπVU−CCCESomCCCES≈78.5%=V∴η==CCπRP4VLVCC模拟电子技术119.2互补功放电路2.功率管的选择当1个管子饱和时，最大管压降另1个

9、管子的压降最大U=2VU−CEmaxCCCES集电极最大电流V−UCCCESI≈=ICmaxEmaxRL集电极最大功耗uπO1P=(sVU−inωt)diωtT∫CCOMC2π01πUOM=(sVU−inωt)sinωωtdt∫CCOM2πR0L21VUUCCOMOM=()−Rπ4L模拟电子技术129.2互补功放电路集电极最大功耗21VUUCCOMOMP=()−TRπ4L22dPVTU=VCC当=0时，OMCC∴PTmax=2dUOMππRL22()V−UVCCCESCC当UCES<

10、22omomππRL功放管极限参数功放管选择应有余量，注意散热VCCBUCEO>